巴西队继续试图反超比分，但都被中国队压制。林莉接发球判断失误后，巴西队将比分追至14平。郎平提出鹰眼挑战，挑战失败后她又叫了一个暂停，防止巴西队起势。巴西4号位吊球，中国队没有接住，巴西队15:14反超。巴西队拦网得手后，中国队强攻也得手，但颜妮马上又发球出界，中国队15-17落后。刘晓彤强攻得手，中国队追至16:17。这一阶段，比赛打得十分胶着。颜妮扣杀得分后，中国队配合失误，比分19:21落后。随着巴西队佩雷拉2号位强攻得手，巴西队22:19领先，郎平赶紧叫了暂停。巴西队随后发球下网，中国队则发球出界，分差没有变化。随着4号位强攻得手，巴西24:21拿到局点。随着裁判判罚中国队触网，中国队22:25丢掉第四局，双方总比分战成2:2平，进入决胜局较量。
决胜局是15分制。中国队率先得分，巴西队马上快攻回应。刘晓彤强攻得手，中国2:1领先，但中国队紧接着发球下网，比分变成2:2平。朱婷扣杀出界，巴西队触网击球，双方再度战平。颜妮单人拦网得手后，巴西队强攻得手，紧接着中国队回球不过，中国队4:5落后，郎平叫暂停。暂停回来后，巴西队起球垫飞，中国队追至5平。随后，中国队起球出界，刘晓彤扣杀得手，比分变成6平。双方各得1分后，佩雷拉强攻出界，中国队8-7领先，双方交换场地。
随后，朱婷4号位强攻得手，中国队9-7领先。佩雷拉4号位强攻，林莉没有接好，巴西队8:9落后。朱婷扣杀打在对方球员身上出界，巴西队随即快攻得分，巴西9:10落后。巴西3号位强攻，中国队没有接住，比分变成10平。随后，朱婷再次强攻，打到对方身上出界，随后再来一记扣杀，中国队12:10领先。巴西队追回1分后，发球直接出界，还是落后中国队2分。巴西队随后扣杀中国队没拦住，比分追至12:13。关键一球，巴西队发球下网，中国队14-12拿到赛点。巴西队没有放弃，靠吊球得到1分。老道的郎平马上叫了一个暂停，随后，朱婷扣杀打在对方身上出界，中国队15:13拿下第五局，总比分3:2战胜卫冕冠军晋级。
赛后，郎平也表示这场比赛打得很惊险。东道主巴西队占据天时地利人和，中国女排靠什么能取胜？对此，郎平表示，她跟队员没有想太多，就是发挥出技术水平、展现精神风貌，没有想结果。
